Столкновение с гигантским астероидом превратило Венеру в пустыню

Европейские планетологи провели детальное моделирование судьбы Венеры в первые миллиарды лет её существования. Согласно их расчётам, в планету, по всей видимости, врезалось тело диаметром более 400 километров. Огромная кинетическая энергия его падения, по мнению учёных, сыграла ведущую роль в превращении планеты в безводную пустыню. Соответствующая работа опубликована в журнале Icarus.

Авторы использовали для моделирования истории Венеры набор программного обеспечения StagYY, ранее специально разработанного этой же группой для детальных вычислений последствий столкновения планет с астероидами. Проведя множество симуляций различных возможных ударов и «бомбардировок», которым должна была подвергнуться Венера в первый миллиард лет своего существования, учёные пришли к выводу, что столкновения с телами диаметром в 100—400 километров не ведут к существенным изменениям в атмосфере и геологии столь крупной планеты. Хотя даже такие сравнительно небольшие тела могут привести к испарению значительного количества горных пород и созданию плотной атмосферы из испаренных силикатов, в долговременном плане насыщенность поверхности планеты водой и лёгкими газами лишь весьма слабо зависела от таких «несерьёзных» столкновений.

Однако, когда учёные попробовали смоделировать ранние столкновения с более крупными телами (более 400 километров), они обнаружили совершенно иную картину. Если такие удары случались под углом, близким к прямому, а скорость сближений превышала 36 километров в секунду, то моделируемая ситуация на планете существенно ухудшалась. Небесное тело уходило глубоко в кору планеты, и огромная энергия столкновения приводила к потере газов и воды не только из атмосферы, но и из верхних слоёв мантии. Что ещё более важно, сценарий «раннего сильного удара» запускал активный вулканизм по всей планете, начиная с самых «юных» фаз её истории. Длительные и мощные извержения вулканов вели к ещё большей потере планетой воды и лёгких газов. Как полагают авторы работы, такое сочетание событий хорошо объясняет почти полное отсутствие водяного пара на современной Венере.

В работе отмечается, что эффект потери воды после такого столкновения был тем сильнее, чем раньше оно произошло. Современный облик Венеры, по мнению учёных, указывает, что подобное столкновение с крупным телом случилось в первые сотни миллионов лет её истории. Произойди оно хотя бы через 1—1,5 миллиарда лет после формирования Венеры — и эффект падения на неё гигантского астероида был бы куда менее опустошительным.

Хотя Венера является самой близкой к Земле планетой как по расстоянию, так и по массе, условия на поверхности этих небесных тел отличаются кардинально. Астрономы пока не могут пройти к однозначному мнению о причинах таких различий. Атмосферное давление на поверхности Венеры равно 93 земным, так что кусок дерева, окажись он там, сжался бы в размерах вдвое. Из-за плотной газовой оболочки из парниковых газов там всегда жарче 400 градусов. То есть температура на планете такова, что могут плавиться олово и свинец. При этом в атмосфере есть углекислый газ, но нет воды.

Между тем из наблюдений за другими планетными системами известно, что водяной пар в значимых количествах присутствует даже в атмосфере тех планет, что существенно горячее Венеры. Всё это ставит вопрос о том, как именно она потеряла свою воду и почему при этом так и не лишилась углекислого газа.